[发明专利]具有不连续导电模式控制的多相功率调节器在审

专利信息
申请号: 201880030442.7 申请日: 2018-04-06
公开(公告)号: CN110622097A 公开(公告)日: 2019-12-27
发明(设计)人: A·普列戈;N·吉布森;S·W·迈赫迪 申请(专利权)人: 德州仪器公司
主分类号: G05F1/66 分类号: G05F1/66;G05F5/02;H02M3/08
代理公司: 11287 北京律盟知识产权代理有限责任公司 代理人: 林斯凯
地址: 美国德*** 国省代码: 美国;US
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摘要:
搜索关键词: 电流设置 相电流 比较器输出 低通滤波器 电流感测 输出电压 比较器输出信号 辅助控制信号 功率调节器 功率晶体管 调节器 并联耦合 调整电路 负载电流 比较器 响应 感测
【说明书】:

发明揭示一种多相功率调节器(100),其包含多个相,其并联耦合从而以输出电压(Vout)提供负载电流作为相电流的组合,每一相包含经切换以至少部分地基于比较器输出信号提供相应的相电流的至少一个功率晶体管,以及用以感测所述相电流的电流感测低通滤波器。所述调节器(100)进一步包含:gm级(102),其至少部分地基于所述输出电压(Vout)来生成电流设置点电压;比较器(110),其用以将来自所述电流感测低通滤波器的电压与所述电流设置点电压进行比较,及电流设置点调整电路(150),其用以提供辅助控制信号,以响应于比较器输出的改变来降低所述电流设置点电压,且然后响应于比较器输出的另一改变来增加所述电流设置点电压。

背景技术

多相功率调节器(例如降压型、升压型或降压-升压型)采用多个功率级或相,其并联耦合以向负载(例如调节电压下的负载电流)供应功率。每一功率相包含一或多个功率晶体管/开关,在开关节点处连接到电感器,其中并联相共享输入和输出电容器,且其中中央控制器用于对相激活进行排序并提供相占空比控制。多相调节器通过选择地激活/撤销激活所述相来供应经调节功率,其中每一有源相基于受控的开关占空比来递送负载电流。多相调节器可经设计为在要求较低负载电流的轻/中负载下以不连续导电模式(DCM)进行操作(使得在有源相切换周期期间,相以DCM操作),及/或在要求较高负载电流的中/重负载下以连续导电模式(CCM)操作(使得在相切换周期期间,每一相以CCM操作),包含在一些设计中基于负载电流要求在DCM与CCM之间过渡。

发明内容

在所描述的实例中,一种多相功率调节器包含多个相,其并联耦合从而以经调节输出电压提供负载电流作为相电流的组合,每一相包含经切换以至少部分地基于比较器输出信号来提供相应的相电流的至少一个功率晶体管,以及用以感测电感器电流的电流感测低通滤波器。调节器进一步包括gm级,所述gm级包含跨导放大器,所述跨导放大器用以至少部分地基于输出电压生成电流设置点电压;比较器,其用以将来自所述相的低通滤波器的电压与电流设置点电压进行比较,以及生成比较器输出信号;以及电流设置点调整电路,其用以提供辅助控制信号以响应于比较器输出信号的改变而降低电流设置点电压,且然后响应于比较器输出信号的另一改变而增加到比较器的电流设置点电压。

在其它所描述的实例中,一种供用于多相调节器的电路,所述多相调节器包含并联耦合从而以经调节输出电压提供负载电流作为相电流组合的多个相,包括:相控制电路,其至少部分地基于电流设置点信号来控制相电流的生成;跨导误差放大器,其在输出处提供电流设置点信号;以及辅助控制电路,其耦合到跨导误差放大器的输出,以生成辅助控制信号来调整电流设置点信号。辅助控制电路包含电流源和在第一节点处耦合到电流源的电阻器。所述电路还包含并联耦合到电阻器的电容器和并联耦合到电阻器和介于第一节点与接地之间的第一电容器的开关。

在进一步所描述的实例中,一种供用于多相功率调节器的方法,所述多相功率调节器包含并联耦合从而以经调节输出电压提供负载电流作为相电流组合的多个相,包含通过比较器确定第一信号的量值超过来自多相功率调节器的相的电压,所述电压对应于由所述相供应的电流。响应于所述确定,该方法包括触发多相功率调节器的相以通过相电感器供应相关联相电流,以及降低到比较器的第一信号的量值。在降低第一信号的量值度之后,所述方法然后包含增加第一信号的量值。

附图说明

图1A和1B(统称为图1)根据实例实施例说明多相开关功率调节器的实例,包含用于生成辅助斜坡控制表面的实例电流设置点调整电路。

图2根据实例实施例说明在使用辅助斜坡控制表面的不连续导电模式(DCM)期间多相调节器的操作的实例波形。

图3根据实例实施例说明在其中多相调节器的相开始重叠的DCM操作期间多相调节器的额外实例波形。

图4根据实例实施例说明在其中多相调节器的相开始重叠的DCM操作期间多相调节器的额外实例波形。

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